Urano - capítulo 7 da série Planetas

Em órbita de Urano, a Voyager 2 registrou em fotos o aparente silêncio e calmaria de um planeta que mais parece uma piscina com a água turva por falta de cloro. Ao contrário da aparência tranquila, as coisas atmosfera abaixo não são bem assim, pois ventos em sua atmosfera podem chegar a incríveis 900km/h. Urano tem um sistema de 27 luas, das quais todas completam uma órbita ao redor do planeta em menos de um dia. Assim, as colisões são inevitáveis. Seus anéis, invisíveis a olho nu, tem uma peculiaridade: são azuis. Além de Vênus, Urano também apresenta uma rotação retrógrada. Mas além de tudo isso, a característica mais notória desse planeta é a inclinação de seu eixo de rotação, que beira os 90°. Ou seja, ele é "de lado".

Urano registrado pela câmera da Voyager II, em 1986.

Mitologia

Urano para os gregos era a divindade que personificava o Céu. Ele foi gerado por sua mãe, Gaia, sem a intervenção de outra entidade. Depois casou-se com ela e através de seguidos incestos geraram a grande maioria dos deuses gregos. Ele é o único planeta que não tem uma nome vindo da mitologia romana. Ainda, segundo a mitologia grega, ele foi castrado por seu filho, Cronos.

A castração de Urano. Afresco por Giorgio Vasari e Cristofano Gherardi.

História

Apesar de ser visível a olho nu em ótimas condições atmosféricas, Urano não foi reconhecido como planeta pelos pioneiros na astronomia, tanto pelo fraco reflexo que faz da luz solar, quanto por sua órbita lenta. Inicialmente confundido com um cometa por William Herschell em 1781, posteriormente, em 1783, através de novas observações, verificou-se que, na verdade, travava-se de um planeta. E assim veio a público o primeiro planeta a ser descoberto através de um telescópio. Herschell, um astrônomo afamado, ganhou o reconhecimento do então rei da Inglaterra, Jorge III, que ofereceu um salário ao astrônomo com a condição de que ele se mudasse para Windsor, com o intuito de tornar acessíveis à família real os telescópios de Herschell. Devido a essa aproximação com a família real, Urano inicialmente foi chamado de George, em homenagem ao Rei Jorge III.

Réplica do Telescópio utilizado por William Herschel para descobrir Urano.

Formação

O planeta se formou juntamente com o Sistema Solar, há 4.6 bilhões de anos, quando a gravidade começou a aglutinar o gás hoje presente nele ao redor de um núcleo rochoso. Assim como seu vizinho Netuno (do qual falaremos no próximo capítulo), sua formação inicial se deu a uma distância mais próxima do Sol e conforme o tempo foi passando eles migraram para uma órbita mais externa.

A Teoria da Inclinação do Eixo

Desde os anos 1960, os cientistas acreditam que essa obliquidade acentuada seria fruto de um choque violento entre Urano e um grande embrião planetário. Mas sempre houve um problema com essa explicação: as dezenas de luas e anéis de Urano também giram em torno do eixo de rotação extremamente inclinado do planeta. Durante uma colisão abrupta, dizem os críticos da hipótese, não haveria tempo para que esses anéis e satélites tivessem acompanhado a inclinação de Urano. Eles deveriam ter permanecido num plano orbital menos angulado.

Para explicar essa discrepância, os astrofísicos Gwenaël Boué e Jacques Laskar, do Observatório de Paris, propuseram em 2009 uma teoria alternativa. Segundo eles, Urano teria tido no passado uma lua enorme, do tamanho da Terra. A presença do satélite massivo teria feito com que o movimento de precessão do eixo de rotação do planeta, semelhante à oscilação produzida por um pião girando, se ampliasse aos poucos de tal forma que, em razão de uma série de interações, levasse o planeta a lentamente se “deitar”. Essa inclinação seria um processo tão gradual que os anéis e demais satélites acompanhariam o equador do planeta.

Estrutura

Urano é um dos dois gigantes de gelo gasosos do Sistema Solar exterior (assim como Netuno). Mais de 80% da massa do planeta é composta por um fluido quente e denso - água, metano e amônia - sobre um núcleo rochoso. Próximo ao núcleo o calor é de quase 5 mil °C.

O planeta tem uma coloração azul-esverdeada proveniente do gás metano em sua atmosfera. A luz solar passa através de sua atmosfera e é refletida pelo topo das nuvens do Urano. O gás metano absorve a porção vermelha da luz, resultando na cor azul-verde.

Concepção Artística de Urano e seus finos anéis

 A exemplo de seu companheiro gigante gasoso de gelo, Netuno, Urano não tem uma superfície, de fato. O planeta é rodeado por gás e, conforme avança em profundidade, esse gás vai se tornando uma espécie de fluido por causa da pressão atmosférica que comprime a matéria gasosa cada vez mais perto do núcleo. Ou seja, não há um local para se pousar com uma nave espacial. Aliás, a pressão atmosférica destruiria qualquer nave que se aventurasse descer através das nuvens de Urano.

Atmosfera

A atmosfera de Urano é composta por muito hidrogênio e hélio, com uma pequena porção de metano e traços de amônia e água. O metano dá a Urano sua coloração azul-esverdeada.

Enquanto a Voyager 2 conseguiu captar apenas nuvens discretas, um grande ponto escuro, assim como um pequeno ponto escuro também durante o sobrevoo realizado em 1986, observações mais recentes revelaram que o planeta apresenta nuvens dinâmicas a medida que se aproxima do equinócio, incluindo variações em seu reflexo.

Urano tem uma temperatura mínima de -224 °C, o que o faz dele mais frio do que Netuno em alguns locais.

A velocidade de seus ventos podem alcançar até 900km/h. Esses ventos se movem na direção retrógrada no equador, soprando na direção inversa da rotação do planeta. Porém, perto dos pólos, a direção dos ventos mudam na direção progressiva.

Anéis

Urano é composto por 2 conjuntos de anéis. Um conjunto interno com 9 anéis é cinza escuro. Existem dois dois anéis externos: o mais interno é avermelhado como anéis de poeira, enquanto que o mais externo é azulado como o anel E de Saturno.

Imagem de Urano, dos seus anéis e de algum dos seus satélites tomada pela Voyager 2.

Eles também tem nomes. Ordenados de dentro para fora, eles são nomeados de: Zeta, 6, 5, 4, Alfa, Beta, Eta, Gama, Delta, Lambda, Epsilon, Nu e Mu. Alguns dos anéis maiores são rodeados por um cinturão de poeira fina.

Magnetosfera

A magnetosfera de Urano é atípica e irregular. Campos magnéticos em geral são alinhados com a rotação do planeta. Mas o campo magnético de Urano é inclinado. O eixo magnético é inclinado 60 graus em relação ao eixo de rotação do planeta, como também é deslocado em 1/3 do centro do planeta.

A complexidade do campo magnético de Urano, causada pela forte inclinação dos seus pólos magnéticos com relação ao eixo de rotação.

As auroras em Urano não são alinhadas com os polos (assim como elas são na Terra, Júpiter e Saturno). A calda da magnetosfera, também conhecida como magnetocauda, estende-se por milhões de quilômetros. As linhas do campo magnético de Urano são torcidas pela rotação lateral de Urano, parecendo um saca-rolha.

Imagem capturada pelo Telescópio Espacial Hubble de uma formação de aurora em Urano.

Luas

Urano tem um sistema de 27 luas que fazem uma órbita muito interna em relação ao planeta. Todas elas completam uma volta em torno de Urano em menos de 1 dia. Enquanto as luas de outros planetas levam o nome de personagens mitológicos gregos e romanos, as luas de Urano levam nomes de personagens de obras de William Shakespeare e Alexander Pope.

As luas interiores de Urano são compostas de metade rocha e metade gelo. Já a composição das luas exteriores não é conhecida e acredita-se que são provavelmente asteroides capturados.

Uma parte da família de Urano

Miranda

Concepção artística: Urano sendo observado de Miranda, sua lua mais interna.

Em 1948, Gerald Kuiper, utilizando-se de um telescópio com um espelho primário de 2 metros de diâmetro, no Observatório McDonald, em Austin, no Texas, descobriu a lua mais interna de Urano: Miranda. Kuiper deu esse nome à lua em homenagem ao trabalho de Shakespeare chamado de A Tempestade, uma comédia trágica.

Miranda em números

Diâmetro: 500 km

Gravidade: 0.09 m/s²

Distância média para Urano: 129.900 km

Distância para o Sol: 2.877 Bilhões de km

Miranda faz parte de um conjunto de 27 luas do planeta Urano, sendo ela a menor delas. Nota-se que Miranda tem um relevo predominantemente antigo, com poucas áreas de formação mais recentes. Mesmo assim, ela tem uma superfície complexa e diversa.

Sua composição é uma mistura de gelo e rocha. Nota-se relevos estranhos, com precipícios, áreas com crateras que chegam a ter 60 km de diâmetro, montanhas e planícies suaves. Sua superfície é escura, refletindo menos de 1/3 da luz solar. Suspeita-se que sua superfície seja escura por causa de material carbonoso. Seu brilho aumenta consideravelmente quando ela está em oposição - quando o observador está diretamente entre ela e o Sol. Isso indica que sua superfície é porosa, As áreas mais altas elevam-se a 15 km de altura.

Formações ovaladas, chamadas de Coronas, podem ser percebidas em sua superfície, no hemisfério sul. Essas formações são únicas no Sistema Solar. Até agora foram encontradas 3:

A Corona Arden, que é a maior. Ela tem picos e relevos de até 2 km de altura. Em contrapartida, a Elsinore Corona tem um relevo relativamente suave e as elevações não chegam a 100 metros. E por fim, a Inverness Corona, que tem um formato em trapézio, com uma intrigante bifurcação em seu centro.

Miranda e as formações chamadas Coronas

E como que estas Coronas se formaram? Usando modelos, pesquisadores descobriram que a convecção* no manto gelado de Miranda foi o que provavelmente deu origem a essas formações. Durante a convecção, o gelo que derreteu aflorou para a superfície e foi em direção onde se localizam as Coronas.

*Convecção do manto é o movimento lento de arrasto do manto rochoso do planeta causado por correntes que movimentam para cima e para baixo a matéria do manto e que transportam calor do interior do planeta para a sua superfície.

Na verdade, é provável que a energia interna que impulsionou essa convecção foi devido às forças gravitacionais de Urano e Miranda que interagiram, ou seja, as forças de maré atuaram quando Miranda ainda tinha uma órbita excêntrica, num momento de sua existência em que ela se movia em uma órbita mais elíptica do que a atual.

Pesquisadores ainda tem dúvidas a respeito da existência de Coronas no hemisfério norte, pois essa parte da lua não foi fotografada pela Voyager 2, infelizmente.

Cientistas ainda discordam sobre quais processos foram responsáveis pelas características gerais de Miranda. Uma possibilidade é que a lua pode ter sido esmagada por uma colisão colossal. Em seguida, as partes começaram a se aglutinar. Uma outra possibilidade, que talvez seja o cenário mais provável, é que as áreas onde se localizam as Coronas são locais onde grandes rochas ou meteorito metálico bateram e derreteram parcialmente o subsolo, e criou lama, que voltou a congelar na superfície da lua.

Abaixo temos uma das imagens feitas pela Voyager 2, que passou a 147 mil km de sua superfície.

Superfície de Miranda

Missões enviadas

Apenas uma espaçonave não tripulada visitou Urano. Depois de viajar 3 bilhões de km em nove anos, a sonda Voyager 2, da NASA, passou pelo planeta azulado e em apenas 6 horas registrou as informações mais relevantes do gigante gasoso, inclusive sobre suas luas e sistemas de anéis. Isso aconteceu no dia 24 de Janeiro de 1986. 

Concepção artística de Voyager 2

Futuras missões

A NASA estuda a possibilidade de no final da década de 2020 ou no início de 2030 enviar uma nave espacial para estudar de forma profunda a gigantesca estrutura de Urano, seus anéis, como também suas luas. Essa nave teria um custo de 2 bilhões de dólares. E na verdade seriam duas idênticas: uma para Urano e outra para Netuno.

Concepção do projeto mencionado acima

Uma das exigências é o desenvolvimento de duas naves que possam ser enviadas juntas, no mesmo voo, de acordo com Jim Green, diretor da Divisão de Ciência Planetária, da NASA.

Fontes: 

1) http://solarsystem.nasa.gov/planets/uranus

2) http://solarsystem.nasa.gov/planets/miranda/indepth

3) http://www.scienceworldreport.com/articles/17267/20140919/icy-moon-uranus-miranda-deformed-tidal-heating.htm

4) http://www.astronoo.com/pt/miranda.html

5)http://spaceflightnow.com/2015/08/25/uranus-neptune-in-nasas-sights-for-new-robotic-mission/
6)http://revistapesquisa.fapesp.br/2011/11/30/por-que-urano-gira-de-lado/

[Autoria: @difurlan1]